DE2154890A1

DE2154890A1 - DEVICE FOR FINISHING MODELS AND CORE BOXES

Info

Publication number: DE2154890A1
Application number: DE2154890A
Authority: DE
Inventors: Jun Russell Alger Henry
Original assignee: HENRY JUN
Current assignee: HENRY JUN
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1973-05-03
Also published as: US3727680A; FR2156508B1; FR2156508A1; AU3541771A; DE2154890C3; DK141375C; CH544155A; AU457919B2; DK141375B; IT941310B; CA951509A; DE2154890B2

Description

Vbrrichtung zur Endbearbeitung von Modellen und Kernkasten Obligation to finish models and core boxes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer stromlosen Nickelabscheidung auf Oberflächen von Gegenständen wie Modellen und Kernkasten, die zum Einsatz unter Hochdruckbedingungen in Fonäherstellungs- und Kernbildungsanlagen bestimmt sind und damit unter abnützenden Bedingungen und in der Produktion verwendet werden.The invention relates to an implementation device electroless nickel deposition on surfaces of objects such as models and core boxes that are used under high pressure conditions in close proximity and core formation plants are intended and are therefore used under wear and tear conditions and in production.

Bei der Herstellung von Modellen und Kernkasten für Hochdruckformanlagen werden die Teile gewöhnlich aus Guß aluminium oder Gußeisen gebildet. Aluminium kann wirtschaftlich gegossen werden, es kann zu komplizierten Formen vergossen werden und es erfordert minimale Nachbearbeitung nach dem Gießen. Die Aluminiumteile sind auch leicht und deshalb während der Formherstellung leichter zu handhaben.In the production of models and core boxes for high pressure molding machines The parts are usually made of cast aluminum or cast iron. Aluminum can be cast economically it can be potted into intricate shapes and it requires minimal post-casting processing. The aluminum parts are also light and therefore easier to handle during mold making.

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Aluminiummodelle und -kernkästen sind jedoch auf Anwendungen beschränkt, die keine hohe Produktion an Gießformen und Kernen erfordern. So unterliegt das Aluminium verhältnismäßig rascher Abnützung, und bei Hochdruckverfahren hat man beispielsweise gefunden, daß das Aluminium im allgemeinen nicht zufriedenstellend ist, wenn mehr als etwa 5000 Gußformen hergestellt werden sollen. Versuche,, das Aluminium langer zu verwenden/ führen zu einem Verlust an Genauigkeit der Abmessungen der erzeugten Gußfarmen und können auch zu unbefriedigenden Gußformoberflächen führen, da das Aluminium dazu neigt, bei übermäßiger Verwendung extrem porös zu werden. Aluminum models and core boxes, however, are on applications which do not require high production of molds and cores. So the aluminum is relatively defeated rapid wear and tear, and with letterpress printing For example, it has been found that the aluminum is generally unsatisfactory when there are more than about 5000 molds should be produced. Try, the aluminum longer to use / lead to a loss of accuracy the dimensions of the cast iron farms produced and can also be too unsatisfactory mold surfaces as the aluminum tends to become extremely porous with excessive use.

Hüttenwerke haben'zu Gußeisen Zuflucht genommen, wo umfangreiche Produktion von Gußformen und Kernen gefordert wird. Das Gußeisen ist härter und liefert eine vernünftige Lebensdauer für die unter Hochdruckbedingungen verwendeten Hodelle und Kernkasten. Gußeiserne Modelle imd Kernkasten sind jedoch teurer, da bei den Gießvorgäng-en größere Kosten entstehen und da gewöhnlich eine ziemlich umfangreiciie maschinelle Ausstattung erforderlich ist, um Genaiiigkeit zu erzielen und komplizierte Formen zu verwirklichen. Käs Gußeisen ist auch schwerer und deshalb seine Hanfähabumg etwas schwieriger.·Metallurgical works have resorted to cast iron where extensive Production of molds and cores is required. The cast iron is harder and has a reasonable lifespan for the models used under high pressure conditions and core box. However, cast iron models in the core box are more expensive, since the casting operations involve greater costs and there is usually quite a large amount of machinery is required to achieve genuineness and to realize complicated shapes. Cheese is also cast iron heavier and therefore its hanability a little more difficult.

Die Erfindung soll eine Vorrichtung: zur Aufbringung stromlos abgeschiedenen Nickels auf Modelle und Kernkästen schaffen, durch die eine verlängerte Lebensdauer der Gegenstände erreicht werden kann. Insbesondere soll die Erfindung eine Vorrichtung zum stromlosen Abscheiden von Nickel auf Modellen und Kernkasten schaffen, wodurch solche Gegenstände unter • abnützenden Betriebsbedingungen und in der Produktion ver-The aim of the invention is to create a device for applying electrolessly deposited nickel to models and core boxes, by means of which an extended service life of the objects can be achieved. In particular, the invention is intended to provide a device for the electroless deposition of nickel on models and core boxes, whereby such objects under • wear and tear operating conditions and in production

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wendet werden können, ohne die Verwendung von harten Metallen wie zum Beispiel Gußeisen zur Herstellung der Gegenstände zu benötigen. Weiter soll die Erfindung eine Vorrichtung zur abschließenden Bearbeitung von Modellen und Kernkästen in der beGchriebenen Weise schaffen, wodurch zusätzlich zur erhöhten Lebensdauer der Teile andere Verbesserungen erzielt werden können, eingeschlossen eine sehr bequeme Möglichkeit zur Bestimmung des Ausmaßes des Abriebs der Teile, verbesserte Ablösbarkeit der Teile von den hergestellten Gußformen und Kernen sowie beträchtliche Ersparnisse an Produktionskosten.can be turned without the use of hard metals such as cast iron to manufacture the Needing items. The invention is also intended to provide a device for the final processing of models and create core boxes in the manner described, whereby in addition to increasing the life of the parts, other improvements can be achieved, including a very convenient way of determining the amount of wear of the parts, improved releasability of the parts from the molds and cores produced, and considerable savings in production costs.

Allgemein betrifft die Erfindung die Endbehandlung von Modellen und Kernkasten, die zur Verwendung unter abnützenden Bedingungen vie in Hoehdruckformmaschinen oder anderweitig unter Bedingungen, die zur Entwicklung von Abrieb auf den Oberflächen von Modellen, und Kernkästen führen, bestimmt sind. Insbesondere ist mit der Erfindung die Bildung von stromlos abgeschiedenen Nickelüberzügen auf Oberflächen von Modellen und Kernkasten möglich, wodurch überraschende und äußerst zufriedenstellende Gebrauchseigenschaften der Modelle und Kernstücke erzielt werden können.In general, the invention relates to the finishing of Models and core boxes suitable for use under abrasive conditions, such as in compression molding machines or otherwise under conditions conducive to the development of abrasion on the Surfaces of models, and core boxes guide, definitely are. In particular, the invention is the formation of electroless deposited nickel coatings on surfaces of Models and core boxes are possible, resulting in surprising and extremely satisfactory performance characteristics of the Models and key pieces can be achieved.

Wie in der zugleich eingereichten deutschen Patentanmeldung P (Anwaltsakte P 432^). mit dem Titel "Verfahren zur Endbearbeitung von- Modellen und Kernkasten" ausgeführt ist, führen diese Arbeitsweisen über die reine Anwendung einer beständigeren Schicht auf Modellen und Kernkästen hinaus. So wurde gefunden, daß es extrem schwierig ist, Modelle und Kernkästen zu behandeln-, wenn es darum geht, Überzüge zu bilden, die die Eigenschaften dieser Gegenstände verbessern. Versuchen, beispielsweiße einen Chromüberzug oderAs in the German patent application filed at the same time P (Attorney's file P 432 ^). entitled "Procedure for finishing models and core boxes " these ways of working go beyond simply applying a more permanent layer to models and core boxes. Thus it has been found that it is extremely difficult to handle models and core boxes when it comes to coatings that improve the properties of these objects. Try, for example, a chrome plating or

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einen elektrolytischen Mickelüberzug anzuwenden, war nur begrenzter Erfolg beschieden. Aufgrund der ziemlich komplizierten Oberflächenbereiche verschiedener Modelle konnten die Überzüge nicht mit irgendeinem Gleichmaß aufgebracht werden. Es wurde auch festgestellt, daß, mit Ausnahme d'er teureren Chromplattierung, die Oberflächenhärte der erhaltenen Gegenstände nicht zufriedenstellend verbessert war, ma die Kosten solcher Plattierverfahren zu rechtfertigen.Applying an electrolytic Mickel coating was just limited success. Due to the rather complicated surface areas of different models, the coatings are not applied with any uniformity. It was also noted that, with the exception of d'er more expensive chrome plating, the surface hardness of the obtained Articles were not improved satisfactorily in order to justify the cost of such plating processes.

Die Oberf lach e'neigenschaf ten von Modellen und Kernkästen neigen auch dazu, die erfolgreiche Bildung einer geeigneten Plattierung zu verhindern. So werden die meisten Gegenstände dieser Art geprüft, bevor sie plattiert werden, so daß festgestellt werden kann, ob die daraus hergestellten Gießformen und Kerne zufriedenstellend sind. Diese Prüfung führt zur Verunreinigung der Oberflächen des Modells und des Kernkastens, indem Sand und anderes Fremdmaterial in Poren und Rissen aufgrund der Hochdruckformung eingebettet werden. Die Handhabung der Kernkästen und Modelle führt zu anderen Verunreinigungen, ■ beispielsweise durch fettige Schmiermittel,The surface properties of models and core boxes also tend to prevent the successful formation of a suitable plating. So will most items of this type before they are plated so that it can be determined whether the molds made from them and cores are satisfactory. This test leads to contamination of the surfaces of the model and the core box, by embedding sand and other foreign matter in pores and cracks due to high pressure forming. The handling the core boxes and models leads to other contamination, ■ for example from greasy lubricants,

Es wäre sehr unwirtschaftlich, das Plattieren vor dem Testen zu versuchen, da Modelle und Kernkasten oft abgewandelt werden müssen, um die für Produktionsbedingungen notwendigen Abmessungen und Formgebungen zu erreichen. Daher wäre der einzig wirtschaftliche Plattiervorgang, zu dem Zuflucht genommen werden könnte, ein Vorgang, der noch funktioniert, nachdem die Modelle und Kernkästen der Prüfung unterzogen worden sind.It would be very uneconomical to do the plating before testing to try, since models and core boxes often have to be modified to the dimensions necessary for production conditions and shapes. Hence, the only economical plating process would be resorted to could become a process that still works after the models and core boxes have been tested.

Die Anwendung eines stromlosen Vernickelungsverfahrens, insbesondere, wie es mitder vorliegenden Erfindung durchgeführtThe use of an electroless nickel plating process, in particular, as performed with the present invention

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wird, erwies sich als überaus geeignet zur abschließenden Bearbeitung von Modellen und Kernkästen. Das stromlos abgeschiedene Nickel liefert eine äußerst dauerhafte, abriebbeständige und korrosionsfeste Oberfläche für die plattierten Gegenstände, wodurch selbst Gegenstände, die vollständig aus Gußaluminium hergestellt sind, für eine Massenproduktion von Gußformen in einer Hochdruckformanlage verwendet werden können. Das stromlos abgeschiedene Nickel kann überraschenderweise in Verbindung mit Modellen und Kernkasten angewandt werden, die aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sind, selbst wenn solche Materialien zusammen eingesetzt werden, beispielsweise wenn viele einzelne Aluminiumraodelle auf einem gußeisernen Träger angebracht sind. Das' stromlos abgeschiedene Nickel kann auf solchen kombinierten Materialien und auf anderen Kombinationen einschließlich der Fälle, wo Lotmaterialien verschiedener metallischer Zusammensetzung zum Zwecke der Wiederherstellung der G-estalt oder der Reparatur der Oberfläche eines Modells verwendet werden, abgeschieden werden.proved to be extremely suitable for the final Processing of models and core boxes. The electrolessly separated Nickel provides an extremely durable, abrasion-resistant and corrosion-resistant surface for the plated objects, making even articles made entirely of cast aluminum suitable for mass production of molds in a high pressure molding line can be used. The currentless Deposited nickel can surprisingly be used in conjunction with models and core boxes that consist of a A variety of materials are formed even when such materials are used together, for example when many individual aluminum models are mounted on a cast-iron support. The 'electrolessly deposited nickel can on such combined materials and on other combinations including cases where solder materials are different metallic composition for the purpose of restoring the shape or repairing the surface of a model are used, are deposited.

Es wurde gefunden, daß sich das stromlos abgeschiedene Nickel gleichförmig abscheidet, selbst wenn komplizierte Oberflächen, formen gegeben sind. So überwindet das stromlos abgeschiedene Nickel Mangel, wie sie bei Versuchen mit anderen Plattierverfahren auftreten, die im allgemeinen zu nicht-gleichförmiger Abscheidung des Materials auf verschiedenen Modellflächen führen.It has been found that the electroless nickel deposited uniformly even if complicated surfaces, shapes are given. In this way, the electrolessly deposited nickel overcomes deficiencies such as those found in experiments with other plating processes occur, which in general lead to non-uniform deposition of the material on different model surfaces to lead.

Wie in der zuvor genannten gleichaltrigen Anmeldung beschrieben, weisen die besonderen Maßnahmen, die zur stromlosen Abscheidung von Nickel auf Modelle und Kernkasten angewandt werden, zunächst sorgfältig durchgeführte ReinigungsvorgängeAs described in the aforementioned application of the same age, the special measures have to be taken for electroless deposition of nickel are applied to models and core boxes, first carefully carried out cleaning operations

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auf, die zur Entfernung aller Spuren von Verunreinigungen bestimmt sind. Es wurde festgestellt, daß, wo solche Verunreinigungen während des Plattierens zugegen sind, die Verunreinigungen zu lokalen Bereichen mit unzulänglicher Bindung der Plattierung führen, wodurch die Plattierung örtlich entfernt werden kann, wenn sie Abrieb unterworfen wird. Daher kann ohne sorgfältig überwachte Reinigungsvorgänge eine befriedigende Plattierung von Modellen und Kernkasten, die unter Produktionsbedingungen verwendet werden sollen, nicht erfüllt werden.designed to remove all traces of contamination. It was found that where such impurities are present during plating, the impurities to local areas with inadequate Bonding of the cladding, whereby the cladding can be locally removed when subjected to abrasion. Therefore can be a satisfactory one without carefully monitored cleaning processes Plating of models and core boxes to be used in production conditions not met will.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung einer stromlosen Nickelabscheidung auf Oberflächen von Gegenständen, wie Modellen und Kernkasten, die zum Einsatz unter Hochdruckbedingungen in Formherstellungs- und Kernbildungsanlagen bestimmt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen großen, aus einem praktisch inerten Kunststoffmaterial gebildeten Behälter für die stromlose Nickellösung und eine diesen Behälter umgebende tragende Konstruktion, welche eine den Seitenwänden des Behälters benachbarte Innenwand und eine die Innenwand im Abstand umgebende Außenwand mit isolierendem Zwischenraum "besitzt, aufweist und daß der Behälter entfernbar in der ™ tragenden Konstruktion aufgenommen ist. Bevorzugt weisen die Innen- und Außenwände der tragenden Konstrukion je eine glasfaserverstärkte Schicht auf, die auf-eine Stützkonstruktion aufgeformt ist; der Behälter besteht vorzugsweise aus Polypropylen. The device according to the invention for carrying out an electroless nickel deposition on surfaces of objects, such as models and core boxes intended for use under high pressure conditions in mold making and core forming plants are, is characterized in that they are a large, formed from a practically inert plastic material Container for the electroless nickel solution and a supporting structure surrounding this container, which one of the side walls of the container adjacent inner wall and an outer wall surrounding the inner wall at a distance with an insulating intermediate space "has, and that the container is removably received in the ™ supporting structure. Preferably, the Inner and outer walls of the load-bearing structure are each reinforced with glass fiber Layer which is molded onto a support structure; the container is preferably made of polypropylene.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sie ein Zirkulationssystem zur Handhabung der im Behälter zu verwendenden stromlosen Nickellösung auf v/eist, welches eine erste Leitung, die vom Boden des Behälters zu einerAnother embodiment is characterized in that it has a circulation system for handling the in the container electroless nickel solution to be used on v / eist, which a first conduit leading from the bottom of the container to a

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Pumpeinrichtung führt, eine zweite, von der Pumpeinrichtung zu einem Wärmeaustauscher führende Leitung und eine dritte, vom Wärmeaustauscher su einem Filter führende Leitung umfaßt, und. daß die Lösung so von der Pumpe kontinuierlich vom Behälter durch die erste und zweite Leitung, durch den Wärmeaustauscher und die dritte Leitung zum Filter in Umlauf zu setzen ist, der zur Rückführung der Lösung in dem Behälter angeordnet ist.Pump device leads, comprises a second line leading from the pump device to a heat exchanger and a third line leading from the heat exchanger to a filter, and. that the solution is thus continuously circulated by the pump from the tank through the first and second lines, through the heat exchanger and the third line to the filter which is arranged to recirculate the solution in the tank.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen: Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. Show in it:

Pig. 1A und 1B ein Pließschema, das die Behandlungsstufen, wie sie gemäß der Lehre der Erfindung auf ein Modell angewandt werden, veranschaulicht,Pig. 1A and 1B a pleating scheme showing the treatment stages, how they are applied to a model according to the teaching of the invention,

Pig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur stromlosen Plattierung für die abschließende Bearbeitung von Modellen, undPig. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the device for electroless plating according to the invention for the final machining of models, and

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines für die Verwendung ' beim Plattieren von Modellen und Kernkasten gemäß der Lehre der Erfindung gebauten Plattierbehälters.Fig. 3 is a cross-sectional view of a for use ' plating vessel constructed in accordance with the teachings of the invention when plating models and core boxes.

Fig. 1A bzw. 1B veranschaulichen schematisch das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführte Verfahren sowie die beim Reinigungsvorgang beteiligten Stufen. Die besonderen Reinigungsvorgänge schließen die Anfangsstufe der Dampfentfettung ein. Dies Vorgehen entfernt die verhältnismäßig schwach festgehaltenen Verunreinigungen; doch entfernt, insbesondere wegen der vorgenannten Prüfung der Modelle, das Entfetten1A and 1B illustrate schematically that with the inventive Device carried out procedures as well as the stages involved in the cleaning process. The special cleaning processes include the initial stage of vapor degreasing. This procedure removes those who are relatively weakly held Impurities; but removes the degreasing, especially because of the aforementioned inspection of the models

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nicht die eingelagerten Verunreinigungen. Dem Dampfentfetten folgt deshalb eine Heinigungsphase,. die entweder ein Einweichen oder ein elektrolytisches Eintauchen in alkalischer Lösung umfaßt.not the stored impurities. The vapor degreasing therefore follows a cleaning phase. which is either a soaking or an electrolytic immersion in alkaline Solution includes.

Die Reinigungsphase kann eine Eintauchreinigung umfassen, insbesondere, wenn die zu plattierenden Gegenstände ganz oder teilweise aus Aluminiumgußlegierungen bestehen. Das Eintauchen erfolgt vorzugsweise in· einem nicht silikatischen, nicht ätzenden Aluminiumreiniger. Die reinigende Verbin- * dung wird in einer Konzentration von 60 Ms 90 g/l (8 bis 12 ounces per gallon) Losung., die zwischen 82 und 35°C (180 und 200⁰P) gehalten wird, verwendet. Eine alkalische "^70"-Lösung der MacDermid Incorporated liefert eine geeignete Zusammensetzung für diese Eintauchreinigung. Bestehen die Gegenstände ganz aus einaat Material auf Eisenbasis, wie beispielsweise Gußeisen* kann andererseits ein elektrolytisches Reinigungsbad oder· ein "Elektroreiniger" angewandt werden, da das Material auf Eisenbasis der Entfernung jeden Materials der Modelle, unter elektrolytischen Bedingungen widersteht.The cleaning phase can include immersion cleaning, in particular if the objects to be plated consist entirely or partially of cast aluminum alloys. The immersion is preferably carried out in a non-silicate, non-corrosive aluminum cleaner. The purifying connects * manure is in a concentration of 60 ms 90 g / l (8 to 12 ounces per gallon) of solution. Maintained 82-35 ° C (180 and 200 ⁰ P) used. A "^ 70" alkaline solution from MacDermid Incorporated provides a suitable composition for this immersion cleaning. On the other hand, if the articles are made entirely of an iron-based material, such as cast iron *, an electrolytic cleaning bath or "electrolytic cleaner" may be used since the iron-based material resists the removal of any material from the models under electrolytic conditions.

Auch die Eintauch- oder Elektrolyseareinigung ist zur vollständigen Reinigung nicht angemess-err, da einige der stark eingebetteten Teilchen aus Sand odex anderen Verunreinigungen der Entfernung an dieser Stelle widerstehen. Daher folgt der Reinigungsphase ein Eintauchen der Gegenstände in ein Säurebad. Ein bevorzugtes Bad für äie Saurereinigung, wenn sowohl Eisen- als auch Aluminiuailegierungen Teile des Gegenstandes bilden, ist eine inhibierte Salpetersäurelösung. Da die Erfindung besonders auf Modelle und Kernkästen aus einer Kombination von Materialien wie beispielsweise Gußeisen undImmersion or electrolysis cleaning is also complete Cleaning not adequately-err as some of the strong embedded particles of sand or other impurities resist the removal at this point. Therefore, the cleaning phase is followed by immersion of the objects in it Acid bath. A preferred bath for acid cleaning, if both iron and aluminum alloys are parts of the article is an inhibited nitric acid solution. Since the invention is particularly based on models and core boxes from one Combination of materials such as cast iron and

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-aluminium angewendet wird, stellt das inhibierte Salpetersäurebad ein besonders vorteilhaftes Reinigungsmittel dar. Auf Gegenständen aus Messing, Gußeisen und anderen eisenhaltigen Metallen wird als Reinigungsphase eine Salzsäurebeize angewandt .-aluminium is used, the inhibited nitric acid bath is created a particularly beneficial cleaning agent. On items made of brass, cast iron and other ferrous items A hydrochloric acid pickle is used as a cleaning phase for metals.

Nach der Reinigungs- und Säurebadbehandlung werden die Gegenstände abgespült. Zusätzlich kann mechanisches Schrubben, beispielsweise mit Bürsten, angewandt werden. Schließlich kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, die Reinigung und das Eintauchen in Säure mit oder ohne mechanisches Scheuern zu wiederholen.After the cleaning and acid bath treatment, the items are rinsed off. In addition, mechanical scrubbing, for example with brushes. Finally, in some cases it may be desirable to do some cleaning and repeating the acid immersion with or without mechanical scrubbing.

Wie Fig. 1A bzw. 1B zeigen, folgt der Reinigungsphase eine Zinkatbehandlung der zu plattierenden Gegenstände, wenn Aluminium zugegeben ist.· Diese Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen hat sich als in idealer Weise geeignet erwiesen für ganz"oder teilweise aus Aluminium bestehende Modelle. Die Nickelabscheidung aus Lösung kann vom Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit und der Haftung nur dann in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden, wenn die zu plattierende Oberfläche einwandfrei aufnahmefähig ist. Es hat sich erwiesen, daß die Zinkatbehandlung eine für Aluminium geeignet aufnahmefähige Oberfläche liefert und keine schädliche Wirkung auf Messing oder Gußeisen oder irgendwelche anderen Lotmaterialien ausübt, die gewöhnlich zur Herstellung von Modellen verwendet werden. Die besondere Zinkatlösung enthält eine Kombination von Ätznatron und Zinkoxid und wir bei Raumtemperatur verwendet.As shown in FIGS. 1A and 1B, the cleaning phase is followed by a zincate treatment of the objects to be plated, if aluminum is added. This pretreatment of aluminum surfaces has proven to be ideally suited for models consisting entirely or partially of aluminum. The nickel deposition from the point of view of uniformity and adhesion can only be solved in a satisfactory manner be carried out when the surface to be plated is perfectly receptive. It has been shown that the zincate treatment provides a surface that is suitable for aluminum and has no harmful effect on brass or Cast iron or any other brazing material commonly used to make models. The special zincate solution contains a combination of caustic soda and zinc oxide and is used at room temperature.

Der Zinkatbehandlung folgt eine Spülung und dann das Eintauchen der Gegenstände in das stromlose Plattierbad. Die Modelle und Kernkästen sind vorzugsweise mit einer PlattieruagThe zincate treatment is followed by a rinse and then immersion of the articles in the electroless plating bath. the Models and core boxes are preferably with a plating

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von etwa 0,025 ™i Dicke (0,001 inches) versehen; doch kommen auch Plattierstarken zwischen 0,0064 und 0,254- mm (0,00025 und 0,010 inches) in Betracht, wobei die ausgewählte Dicke vomvAusmaß des Abriebs abhängt, dem der jeweilige Gegenstand unterworfen sein wird. Vo Modelle und Kernkasten nicht in der Massenproduktion verwendet werden oder wo die Oberflächengestaltung so ist, daß keine starke Abtragung auftritt, sind stärkere Überzüge nicht erforderlich. Bei hohem Abrieb kann eine dickere Abscheidung angewandt werden, solange die Pl at-™ tierung in zufriedenstellender Weise haftet, ohne abzusplittern oder abzuschuppen.about 0.025 ™ i (0.001 inches) thick; but come Plating thicknesses between 0.0064 and 0.254 mm (0.00025 and 0.010 inches), with the thickness selected depending on the amount of wear and tear on the particular item will be subject to. Vo models and core box are not used in mass production or where the surface design so that no severe erosion occurs, thicker coatings are not required. In the event of high abrasion a thicker deposit can be applied as long as the plate ™ tation adheres in a satisfactory manner without chipping or flake off.

Die Nickellösungen für die elektrolytische Abscheidung können ßtandardzusammensetzung aufweisen, beispielsweise eine Lösung, die anfangs 5»25 g/l (0,7 ounces per gallon) Nickel und 4- % Natriumhypophosphit enthält. Gemäß der üblichen Praxis kann die Konzentration an Nickel und Natriumhypophosph.it mit zunehmendem Alter des Bades nach und nach gesteigert werden. Die anfänglichen Betriebstemperaturen liegen vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 77 bis 79°C (170 bis 175⁰E¹), wobei die Temperatur mit steigendem Alter des Bades bis etwa 93'C (200⁰F) erhöht wird.The electrodeposition nickel solutions may be of standard composition, for example a solution initially containing 0.7 ounces per gallon of nickel and 4% sodium hypophosphite. In accordance with normal practice, the concentration of nickel and sodium hypophosphite can gradually be increased as the bath ages. The initial operating temperatures are preferably in the order of about 77 to 79 ° C (170 to 175 ⁰ E ^1), wherein the temperature is increased with increasing age of the bath to about 93'C (200 ⁰ F).

Nickellösungen für das stromlose Plattieren sind verhältnismäßig teuer, und es ist deshalb wichtig, jede bedeutende Vergeudung solcher Lösungen zu vermeiden. Bei typischen stromlosen Nickelplattierverfahren können die Lösungen in verhältnismäßig kleine Behälter gebracht sein, so daß zu jeder gegebenen Zeit nur eine kleine Menge Lösung zum Plattieren verwendet wird. Sollte die Lösung verunreinigt werden, kann die verhältnismäßig kleine Menge ohne bedeutenden Verlust verworfen werden.Nickel solutions for electroless plating are relative expensive, and it is therefore important to avoid any significant waste of such solutions. With typical electroless nickel plating processes, the solutions can be placed in relatively small containers so that too only a small amount of plating solution is used at any given time. Should the solution become contaminated, can the relatively small amount without significant loss be discarded.

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Bei ,dem erfindungsgemäßen System sind viele der zu plattierenden Vorlagen verhältnismäßig massiv, und es ist daher notwendig, Behälter mit verhältnismäßig großem Fassungsvermögen zu verwenden. Vorzugsweise werden Behälter mit 18,9 hl verwendet, wobei Behälter mit einem Fassungsvermögen in der Größenordnung von 11,4 hl bis 26,5 hl im allgemeinen geeignet sind. Natürlich ist es wesentlich wichtiger, eine bedeutende Verunreinigung zu vermeiden, wenn Lösungsmengen dieser Größenordnung verwendet werden, da es einen erheblichen Verlust bedeuten würde, ■ vrerm es erforderlich wäre, den Inhalt eines ganzen Behälters zu verwerfen·In, the system of the invention are many of those to be plated Templates are relatively massive, and it is therefore necessary to use containers with a relatively large capacity to use. Preferably, containers with 18.9 hl are used, with containers with a capacity on the order of 11.4 hl to 26.5 hl are generally suitable. Of course it is essential more important to avoid significant contamination when using this magnitude of solution, since it would mean a considerable loss, it would be necessary to add the contents of an entire container discard·

Fig. 2 und 3 veranschaulichen die besondere strukturelle Ausbildung der Erfindung. Biese Konstruktion liefert eine ideale Einrichtung zur Aufbewahrung der Lösung und andererseits eine wirksame Anordnung zur Durchführung des stromlosen Plattierens. Gemäß diesen Figuren enthält ein Behälter 10 eine Nickellösung 12 zum stromlosen Plattieren. Eine erste Leitung 14 führt vom Boden des Behälters zu einer Pumpe 16. Eine zweite leitung 18 führt die Lösung einem Wärmeaustauscher 20 zu. Eine dritte Leitung 22 leitet die Losung vom Wärmeaustauscher zu einem Filter 24, und das Material wird durch diesen Filter zum Bad 12 zurückgeführt·Figures 2 and 3 illustrate the particular structural Formation of the invention. This construction provides an ideal facility for storing the solution and on the other hand an effective arrangement for performing electroless plating. According to these figures, a container contains 10 a nickel solution 12 for electroless plating. A first conduit 14 leads from the bottom of the container to one Pump 16. A second line 18 supplies the solution to a heat exchanger 20. A third line 22 conducts the Solution from the heat exchanger to a filter 24, and the material is returned through this filter to bath 12

Der Wärmeaustauscher 20 ^unfaßt ein Dampf ei nlaßrohr 26, welches dazu dient, den Dampf durch einen die Wärmeaustauschleitung, welche die Lönang enthält, umgebenden Eingmantel zu führen. Der Dampf wird zum erneuten Umlauf durch eine Leitung 28 abeführt.The heat exchanger 20 ^ includes a steam inlet pipe 26, which is used to pass the steam through a jacket surrounding the heat exchange line, which contains the Lönang respectively. The steam is discharged through a line 28 for renewed circulation.

In die Lösung worden entweder kontinuierlich oder in gewünnchton Zeii;:bstünden Zusätze eingebracht. Diese KatearialienInto the solution either continuously or at will Zeii;: additions would be introduced. These catalogs

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können bestimmte Mengen an Nickel und Natriumhypophosphit zur Erhöhung des Anteils dieser Materialien in der Losung und zum Ersatz der Mengen, .die während des Plattierens abgeschieden worden sind, umfassen.can use certain amounts of nickel and sodium hypophosphite Increasing the proportion of these materials in the solution and for Replacement of the amounts deposited during plating.

Fig. 3 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des Behälters 10. Dieser Behälter weist einen Kunststoffeinsatz 32 aus einem Material auf, das, soweit das stromlose Plattierfc verfahren betroffen ist, inert ist. Polypropylen ist ein für diesen Zweck besonders geeignetes Material. Der Einsatz 32 weist einen nach außen gerichteten Außenrand 3^ auf, der auf den oberen Wandteil 36 einer tragenden Konstruktion für den Einsatz 32 ruht. Die Wand 36 weist einen nach unten hin abfallenden äußeren Kantenteil auf, so daß die Behälteraußenfläche eine derartige Form erhält. Sollte etwas von der Lösung im Behälter in diesen Bereich spritzen, fließt die Lösung vom Behälter weg und vermindert die Möglichkeit einer Verunreinigung.Fig. 3 illustrates a preferred embodiment of the Container 10. This container has a plastic insert 32 made of a material which, as far as the electroless plating process is concerned, is inert. Polypropylene is a for material particularly suitable for this purpose. The stake 32 has an outwardly directed outer edge 3 ^ on the upper wall portion 36 of a load-bearing structure for use 32 rests. The wall 36 has a downward sloping one outer edge part, so that the container outer surface is given such a shape. Should be some of the solution in the container If you splash into this area, the solution will flow away from the container and reduce the possibility of contamination.

Die den Behälter tragende Konstruktion schließt eine Glasfaserbeschichtung 38 und innere und äußere Sperrhol2teile ein. Die Sperrholzplatten 40 sind durch 2x4 Zoll-Stücke voneinander getrennt, die dadurch die Platten 40 räumlich voneinander halten, so daß die Konstruktion sich durch einen isolierenden Raum 44 auszeichnet, wobei die Glasfaserschicht zur Isolierfähigkeit beiträgt.The structure supporting the container includes a fiberglass coating 38 and inner and outer plywood parts a. The plywood sheets 40 are by 2x4 inch pieces separated from each other, thereby holding the plates 40 spatially from each other, so that the construction is through a insulating space 44 is characterized, the fiberglass layer contributes to insulating ability.

Bei einer typischen Ausführungsform stellt der Kunststcffeinsatz 32 eine aus einem Stück gebildete Wanne mit Seiten- und Bodenwluiden von etwa 6,3 mm (1/4 Zoll) Dicke dar. Die Sperrholzplatten sind etwa 12,7 mm (1/3 Zoll) stark, und eine etwa 12,7 mm (1/2 Zoll) starke, glasfaserverstärkteIn a typical embodiment, the plastic insert 32 a one-piece tub with side panels and soil fluids about 6.3 mm (1/4 inch) thick Sheets of plywood are approximately 1/3 inch (12.7 mm) thick, and a fiberglass-reinforced one approximately 12.7 mm (1/2 inch) thick

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Haut ist um das Sperrholz heriim geformt.Skin is molded around the plywood.

Da die Lösung zum stromlosen Abscheiden bei erhöhter Temperatur gehalten wird, um die wirksamste Abscheidung des Plattierungsmaterials zu ermöglichen, ist die isolierte Struktur gemäß Fig. 3 besonders vorteilhaft. Zusätzlich zu der ihr innewohnenden isolierenden Eigenschaft ist die beschriebene Anordnung auch von ihrem Aufbau her stark, so daß das Gewicht* der Lösung leicht aufgenommen werden kann.As the solution for electroless deposition at elevated temperature to allow the most efficient deposition of the cladding material is the isolated one Structure according to FIG. 3 is particularly advantageous. In addition to its inherent insulating property, it is The arrangement described is also strong in terms of its structure, so that the weight * of the solution can be easily absorbed can.

Durch Ausbildung des Einsatzes aus Polypropylen und durch vollständiges Reinigen dieses Einsatzes, bevor die Lösung eingebracht wird, kann die Verunreinigung des stromlosen Bade3 auf einem Minimum gehalten werden. Die Verwendung eines aus einem inerten Kunststoff bestehenden Einsatzes und äußerste Sauberkeit sind wichtig, da stromlos abgeschiedenes Nickel stark dazu neigt, auf Oberflächen unterschiedlicher Art Abscheidungen zu bilden. Zudem beginnt die stromlose Abscheidung von Nickel an jedem Oberflächenbereich, der eine selbst kleine Menge an Verunreinigung aufweist, oder verkratzt ist, da dies zur Keimbildung für die Abscheidung von Nickel führt.By making the insert out of polypropylene and thoroughly cleaning this insert before the solution is introduced, the pollution of the electroless bath3 can be kept to a minimum. The usage an insert made of an inert plastic and extreme cleanliness are important because it is deposited without current Nickel has a strong tendency to form deposits on different types of surfaces. In addition, the currentless begins Deposition of nickel on any surface area that has even a small amount of contamination, or scratched as this will nucleate the deposition of nickel.

Insbesondere aufgrund des an dem Einsatz 32 gebildeten Randes 34- kann der Einsatz sehr leicht gehandhabt werden, indem er einfach in der dargestellten Weise iii die tragende Konstruktion eingesetzt wird. So wird der zusätzliche Vorteil eines entfernbaren Einsatzes 32 erzielt. Der Einsatz kann so leicht angehoben und ersetzt werden, wenn er beschädigt oder anderweitig für die Verwendung ungeeignet wird. Das Materi al des Einsatzes ist zum Reinigen sehrIn particular because of the edge formed on the insert 32 34- the insert can be handled very easily by he simply in the manner shown iii the supporting structure is used. Thus the additional benefit of a removable insert 32 is achieved. The use so can be easily lifted and replaced if damaged or otherwise unsuitable for use will. The materi al of the insert is great for cleaning

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geeignet, und sowohl der Einsatz als auch der andere Teil des Systems kann wirksam durch Spülen mit Salpetersäure durch das gesamte System in periodischen Zeitabständen gereinigt werden.suitable, and both the insert and the other part The system can be effectively rinsed with nitric acid through the entire system at periodic intervals getting cleaned.

Die Vorteile des dargestellten Aufbaues sind offensichtlich, da jegliche Gefahr von Verunreinigung stark vermindert iist. So kann ein stromloses Nickelbad über seine gesamte Lebensdauer hinweg verwendet werden, ohne daß es nötig wird, ein ganzes Bad zu verwerfen. Wie bereits ausgeführt, sind stromlose Nickelbäder extrem teuer, und daher ist ein System, das den Verlust eines solchen Bades vermeidet, von großem Wert.The advantages of the structure shown are obvious, since any risk of contamination is greatly reduced. This is how an electroless nickel bath can last for its entire life can be used away without the need to discard an entire bath. As already stated, are de-energized Nickel baths are extremely expensive and so a system that avoids the loss of such a bath is of great importance Value.

Die anderen Teile des dargestellten Aufbaues sind auch aus inerten Materialien, so daß das Entstehen von Ni ekel abscheidungen im Kreislaufsystem auf einem Kinimum gehalten v/erden kann« Für die Leitungen 18 und 22 werden bevorzugt Rohre aus chloriertem Polyvinylchlorid eingesetzt. Der Wärmeaustauscher kann zum !Führen der Lösung Pyrex-Innenleitungen und ein äußeres Stahlrohr zur Aufnahme des Dampfes im ringförmigen Raum zwischen diesen Rohren und den Innenleitungen des Wärmeaustauschers aufweisen. E&s Filter 24- ist vorzugsweise ein Polypropylenbeutel, der zum Hsraü3filtrieren von Teilchen über 5 Mikron eingerichtet ist·· Die Verwendung dieses Filters ist vom Gesichtspunkt des Vermeidens der Einschleppung von festen Teilchen, die als Keime für die unerwünschte Abscheidung von Nickel dienen könnten, in das Plattierbad sehr wichtig.The other parts of the construction shown are also made inert materials, so that the formation of Ni disgusting deposits kept at a kinimum in the circulatory system can «For lines 18 and 22, tubes made of chlorinated polyvinyl chloride are preferred. The heat exchanger can be used to! guide the solution Pyrex inner lines and an outer steel tube for receiving the steam in the annular Have space between these tubes and the internal lines of the heat exchanger. E & s filter 24- is preferred a polypropylene bag that can be used to filter Particles above 5 microns is set up ·· Use this filter is from the point of view of avoiding the entrainment of solid particles that act as germs for the undesirable Deposition of nickel could be very important in the plating bath.

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BADBATH

Außer zum Plattieren von zuvor urrplattierten Gegenständen ist das "be£5ehriebene System zum erneuten Plattieren von Gegenständen von Nutzen, die bis zu dem Punkt verwendet worden sind, wo an einer oder mehreren Stellen übermäßiger Abrieb erfolgt ist oder wo bei einer vorangegangenen Plattierung Fehler gemacht wurden. Dem erneuten Plattierverfahren geht eine Stufe zum Entfernen jeder zuvor angewandten Nickelplattiemng voraus. Das Entfernen ist erwünscht, damit sich das Nickel gleichförmig über die gesamte Oberfläche abscheidet, ohne daß bestimmte Bereiche eine übermäßig starke Nickelabncheidung aufweisen.Except for plating previously plated objects is the “be £ 5 level system for re-plating Articles of use that have been used to the point where excessive in one or more places Abrasion has occurred or where mistakes have been made in a previous plating. The re-plating process is preceded by a step to remove any previously applied nickel plating. Removal is desirable so that the nickel is uniform over the entire Surface is deposited without certain areas having an excessively strong nickel deposit.

Das System wurde unter Bezug auf die Anwendung von Plattierungen bei Aluminium- und Gußeisenmodellen und -kernkasten beschrieben. Es können aber auch andere Modellmaterialien, z.B. Epoxid oder metallimprägniertes Epoxid, beim Vorgehen gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.The system was developed with reference to the application of cladding to aluminum and cast iron models and core boxes described. However, other model materials, e.g. epoxy or metal-impregnated epoxy, can also be used in the process are used according to the invention in an advantageous manner.

Im Hinblick auf die Kosten der stromlosen Nickellösungen ist es wünschenswert, das Plattieren auf Flächen zu vermeiden, die mit den die Gußform oder den Kern bildenden Materialien nicht in Berühr\mg kommen. Daher werden diese Flächen der Modelle und der Kernkästen abgedeckt, und wieder ist es notwenig, Materialien zu verwenden, die nicht zur Verunreinigung des Plattierbades führen. Plastisolbänder und Farben auf Planti soIbasis und Polyäthylentaschen oder -folien sind Boicpielo für Materialien, die dazu verwendet werden können, Flächen zu schützen, die mit der Kickelplattierungslösung nicht ir Berührung hommen sollen.In view of the cost of electroless nickel solutions, it is desirable to avoid plating on surfaces which do not come into contact with the materials forming the mold or the core. Therefore, these areas become the Models and the core boxes are covered, and again it is necessary to use materials that do not cause contamination of the plating bath. Plastisol tapes and paints Planti base and polyethylene bags or foils are Boicpielo for materials that can be used to protect surfaces covered with the Kickel plating solution should not be touched.

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Wenn Modelle in der beschriebenen Weise stromlos nickelplattiert werden, treten verschiedene andere Vorteile zusätzlich zur erhöhten Lebensdauer der Modelle auf. Besonders die Trennung der Modelloberflächen von dem Formmaterial. erfolgt wesentlich leichter, offensichtlich aufgrund der äußerst glatten Oberfläche, die das abgeschiedene Nickel bildet, und aufgrund der durch den Phosphorgehalt des abgeschiedenen Materials bedingten Schmierfähigkeit. Der Abrieb plattierter Gegenstände kann auch leicht dadurch be- W stimmt werden, daß das abgeschiedene Nickel ein silbrig mattiertes Aussehen aufweist, das einen Kontrast zu den für Modelle und Kernkästen verwendeten Materialien liefert· Wenn ein Teil der Nickelplattierung abgetragen ist, wird diese Tatsache so leicht aufgrund des Kontrastes zwischen der beanspruchten Gegenstandsfläche und der verbleibenden Nickelplattierung erkennbar.When models are electrolessly nickel-plated in the manner described, there are various other advantages in addition to increasing the life of the models. Especially the separation of the model surfaces from the molding material. occurs much more easily, apparently due to the extremely smooth surface formed by the deposited nickel and due to the lubricity due to the phosphorus content of the deposited material. The abrasion clad objects may also easily that standardizes true W that the deposited nickel having a silvery frosted appearance, which provides a contrast to those used for patterns and core boxes materials · When a part is removed the nickel plating, this fact is so easily recognizable due to the contrast between the stressed object surface and the remaining nickel plating.

Der verbesserte Abrieb beruht auf der Härte des stromlos abgeschiedenen Nickels im Vergleich zu dem Aluminium und dem Gußeisen. Gußaluminium hat typischerweise eine Brinellhärte von etwa 80, Gußeisen von etwa 200 und stromlos ab-· geschiedenes Nickel von etwa 500. Die Härte stromlos abgeschiedenen Nickels kann weiter durch Wärmebehandlung erhöht werden; dies ist jedoch zur Erzielung der erörterten Verbesserungen nicht notwendig.The improved abrasion is due to the hardness of the electroless nickel compared to the aluminum and the cast iron. Cast aluminum typically has a Brinell hardness of about 80, cast iron of about 200 and electroless divorced nickel of about 500. The hardness of electroless nickel can be further increased by heat treatment will; however, this is to achieve the improvements discussed unnecessary.

Zu den zuvor genannten Vorteilen stromlos abgeschiedenen Nickels kommt noch, daß die Verwendung des Systems erhebliche Einsparungen in einem Gießereibetrieb ermöglicht. So ist es für in Massenproduktion einzusetzende Gegenstände etwaIn addition to the aforementioned advantages of electroless nickel deposited, there is also the fact that the use of the system is considerable Allows savings in a foundry. This is the case for objects to be used in mass production

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AO % billiger, Kickelplattieruiig anzuwenden, als ein Modell oder einen Kernkasten aus Gußeisen herzustellen. Selbst wo die teureren Gußeisengegenstände angewandt werden, bringt die stromlose Hickelplattierung noch verbesserte Abriebseigenschaften, bessere Trennung und die sichtbare Abriebanzeige· AO % cheaper to use Kickelplattieruiig than to make a model or a core box out of cast iron. Even where the more expensive cast iron objects are used, electroless hickel plating brings improved abrasion properties, better separation and the visible abrasion indicator.

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Claims

1 · Device for performing electroless nickel deposition on surfaces iron objects such as models and core boxes that are used under high pressure!) ed conditions are intended in itorm production and core formation plants, characterized by having a large, formed from a practically inert plastic material Container (32) for the electroless winding solution (12) and one supporting structure surrounding this building, which has a the inner wall adjacent to the side winds of the container and an outer wall surrounding the inner wall at a distance with insulating » Gap (44) has, and that the container is removably received in the supporting structure.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it is a circulation system for handling the electroless nickel solution (12) to be used in the container (10), which has a first line (14) which leads from the bottom of the container to a pump device (16), a second from the pump device to a heat exchanger P (20) leading line (18) and a third, from the heat exchanger to a filter (24) leading line (22) comprises, and that the solution from the pump continuously from the container through the first and second lines, through the heat exchanger and the third line to the filter is to be put into circulation, which is arranged in the container for guiding the solution.

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3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the inner and outer walls of the load-bearing Construction have a glass fiber reinforced skin (38) attached to a supporting construction, and that the container is made of polypropylene.

4-, device according to claim 3 »thereby g e k e η η ~ draws - that the load-bearing construction has an upper, between the inner and outer walls: (36), and the container (32) has an outwardly extending one Edge (34) to rest on the upper wall (36) for plague of the container relative to the supporting structure.

5. Device according to at least one of claims 1 to 4, characterized by a container with a capacity between 18.9 and 26.5 hl (300 to? 00 gallons).

6. The device according to at least one of claims 1 to % characterized in that the load-bearing structure has downwardly sloping shoulder parts, whereby any solution spraying onto these shoulder parts flows away from the container and-avoids contamination in the container.

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